הבנת רטט עירור עצמי

1. הגדרה: מהי רטט עירור עצמי?

רטט מעורר עצמי (הידועה גם כטלטה עצמית או לא יציבה) היא סוג מסוכן במיוחד של טלטלה שבה תנועת מערכת גורמת לכוחות אשר, בתורם, מקיימים או מגבירים את התנועה. זה יוצר לולאת משוב שבה הטלטלה יכולה לגדול במשרעת, לפעמים עד לרמה קטסטרופלית, ללא כל עלייה מקבילה בתדירות כפייה חיצונית.

זה שונה באופן מהותי מרעידות מאולצות, כמו לְהוֹצִיא מְשִׁוּוּי מִשְׁקָל אוֹ חוסר יישור, כאשר הרטט הוא תגובה ישירה לקלט מחזורי ספציפי (תדר הכוח). במערכת בעלת עירור עצמי, הרטט יוצר כוח מניע משלו.

2. מנגנון לולאת המשוב

ניתן לסכם את מנגנון הרטט המעורר העצמי כדלקמן:

1. מערכת (למשל, רוטור במיסב) נמצאת בתנועה.
2. הפרעה קטנה ואקראית גורמת לתזוזה או שינוי קל במהירות.
3. שינוי תנועה זה משנה את הכוחות הפועלים על המערכת (למשל, לחץ הנוזל במיסב או כוח החיתוך של כלי).
4. באופן קריטי, כוח משתנה זה פועל באופן ש*מוסיף אנרגיה* למערכת, ודוחף את הרכיב עוד יותר בכיוון שאליו הוא ממילא נע.
5. תנועה מוגברת זו מייצרת כוח גדול עוד יותר, אשר מוסיף יותר אנרגיה, וכן הלאה.

לולאת משוב זו גורמת לוויברציה לגדול עד שהיא מוגבלת על ידי אי-לינאריות במערכת (כמו עצירה חזקה) או שהיא מובילה לכשל.

3. דוגמאות נפוצות של רטט בעל עירור עצמי

מספר תופעות ידועות באבחון מכונות הן דוגמאות קלאסיות לוויברציה בעלת עירור עצמי:

• מערבולת שמן ומקציף שמן: הדוגמאות הנפוצות ביותר במכונות מסתובבות. במיסב ג'ורנל בעל סרט נוזל, הציר המסתובב יוצר טריז שמן. הפרעה יכולה לגרום לטריז השמן עצמו להתחיל להסתובב (להסתחרר) סביב המיסב. הלחץ מהטריז המסתחרר הזה דוחף את הציר, מה שמוסיף אנרגיה נוספת לסיבוב. הרטט המתקבל אינו במהירות הריצה, אלא בתדר תת-סינכרוני (בדרך כלל 0.42-0.48X מהירות ריצה).
• צ'אטר בעיבוד שבבי: בחיתוך מתכת (חרטה או כרסום), רטוט מתרחש כאשר כלי החיתוך מתחיל לרטוט. רטוט זה גורם לעובי השבב הנחתך להשתנות. עובי השבב המשתנה, בתורו, גורם לתנודה בכוח החיתוך, וכוח משתנה זה יכול להזרים אנרגיה בחזרה לרטט של הכלי, ולגרום לו להפוך לרטט אלים.
• רפרוף אווירודינמי: הוויברציה של כנף מטוס שבה תנועת הכיפוף והפיתול של הכנף משנה את הפרופיל האווירודינמי שלה. שינוי זה בפרופיל משנה את לחץ האוויר באופן שמוסיף אנרגיה לתנועת הכנף, מה שמוביל לכשל קטסטרופלי אם לא נשלט.
• שפשוף רוטור: מצב שבו רוטור בא במגע עם חלק נייח. החיכוך מהשפשוף יכול לחמם את הרוטור ולגרום לו להתכופף. כיפוף זה מגביר את כוח השפשוף, מה שמגביר את החום ואת הכיפוף, ויוצר לולאת משוב שיכולה להוביל להיתקעות.

4. מאפיינים עיקריים ואבחון

לתנודות עירור עצמי לעיתים קרובות יש מאפיינים ברורים ב ספקטרום FFT:

• תדרים לא סינכרוניים: הוויברציה בדרך כלל אינה כפולה שלמה או הרמונית של מהירות הריצה. היא מתרחשת לעתים קרובות ב- תת-סינכרוני תֶדֶר.
• אִי יַצִיבוּת: האמפליטודה יכולה להיות מאוד לא יציבה ויכולה לגדול במהירות עם שינויים קטנים בתנאי ההפעלה (מהירות, טמפרטורה, עומס).
• התחלה פתאומית: ייתכן שהרטט לא יהיה נוכח כלל עד שהמכונה חוצה סף מהירות או עומס מסוים, ובנקודה זו הוא יכול להופיע פתאום ובמשרעת גבוהה.

אבחון רטט בעל עירור עצמי כרוך בזיהוי שיאים לא סינכרוניים אופייניים אלה והבנת המנגנונים הפיזיקליים שיכולים לגרום לחוסר יציבות כזו במכונה הספציפית.

← חזרה לאינדקס הראשי